Особые случаи нивелирования III и IV класса

Под особыми случаями нивелирования подразумевается нивелирование через водные препятствия, ширина которых превышает длину визирного луча, установленную инструкцией для данного класса нивелирования. Нивелирование производят в наиболее узких местах и по возможности используют острова и отмели. Высота визирного луча над водой должна быть не менее 3 м; луч не должен проходить над зарослями, островами и отмелями.

Нивелирование производят в благоприятное время (при хорошей видимости); в солнечные дни работу начинают через 3 часа после восхода солнца и прекращают за 3 часа до захода солнца.

Нивелирование через препятствие шириной до 200 м производится одним из двух способов:

1 — й способ применяется в том случае, если есть возможность установить нивелир и рейки таким образом, чтобы оба луча визирования проходили в одинаковых условиях, т. е. если есть заводи, а нивелир и рейки можно расположить так, как показано на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Нивелирование через водные пространства (1-й способ)

На противоположных берегах закрепляются временные реперы R₁ и R₂, на которые устанавливают рейки, а в точке «U» устанавливается нивелир так,чтобы было выдержано равенство расстояний от нивелира до реек (рис.4.1, а). Нивелирование производится обычным способом, т.е. так же как определяются превышения по трассе нивелирования. Отличие нивелирования через препятствия от обычного состоит в том, что по рейке берется по три отсчета и из них вычисляется среднее, по которому и определяется превышение. Превышения определяются из двух приемов. Между приемами меняют горизонт инструмента на 3 — 5 см.

В обратном ходе нивелирование через препятствие выполняют в другую половину дня.

Этот же способ применяют и при нивелировании через препятствие шириной до 400 м, если есть острова (или отмели), позволяющие установить инструмент так, чтобы расстояния до реек были одинаковы и оба визирные луча проходили в одинаковых условиях (как показано на рисунке 4.1, б).

Расхождения в превышениях, полученных из разных приемов, допускаются:

— при нивелировании III кл. — 4 мм.

— при нивелировании IV кл. — 7 мм.

При допустимых расхождениях берется среднее значение превышения из двух приемов.

2 — й способ применяется в том случае, если нельзя установить нивелир так, чтобы оба визирные луча проходили в одинаковых условиях, т.е. один луч будет проходить над водой, а второй — над берегом (рис. 4.2, а).

В этом случае нивелирование выполняется с обоих берегов (по первому способу). Двумя приемами с одного берега и двумя приемами с другого.

Допустимые расхождения в значениях превышений из разных приемов такие же, как и в первом способе. Превышения, полученные из нивелирования с разных берегов, могут расходиться до 10 мм.

Рисунок 4.2 – Нивелирование через водные пространства (2 – й способ)

Нивелирование через препятствие шириной 200 — 400 м выполняется двумя наблюдателями (рис.4.2, б)..

В этом случае на противоположных берегах закрепляются реперы: постоянные R₁ и R₄, временные R₂ и R₃. расстояние от нивелира до ближних реперовR₁, R₂ и R₃, R₄, принимается равным около 50 м.

Для нивелирования одновременно используются два нивелира и два комплекта реек. Нивелиры устанавливаются в точках U₁ и U₂, а рейки — на реперах.

Наблюдатель, находящийся в точке U₁, наводит трубу нивелира на ближние рейки, установленные на реперах R₁ и R₂, и берёт отсчеты по чёрным и красным сторонам реек: Б⁽¹⁾_ч, Б⁽²⁾_ч, Б⁽²⁾_к, Б⁽¹⁾_к (или по основной и дополнительным шкалам). После этого берёт отсчеты по рейкам, установленным на дальних реперах R₃ и R₄: Д⁽³⁾_ч, Д⁽⁴⁾_ч, Д⁽⁴⁾_к, Д⁽³⁾_к.

Наблюдатель, находящийся с нивелиром в точке U₂ (на противоположном берегу), одновременно с первым наблюдателем берёт отсчеты по рейкам, установленным на ближних для него реперах R₃ и R₄: Б⁽³⁾_ч, Б⁽⁴⁾_ч, Б⁽⁴⁾_к, Б⁽³⁾_к, а затем на дальних R₁ и R₂: Д⁽¹⁾_ч, Д⁽²⁾_ч, Д⁽²⁾_к, Д⁽¹⁾_к.

Эти действия составляют один сдвоенный полуприём. Во втором сдвоенном полуприёме наблюдатели с нивелирами меняются местами. При переезде с одного берега на другой не меняют фокусировку труб нивелиров.

Поменявшись местами, наблюдатели производят те же действия, что и в первом сдвоенном полуприёме, но наблюдения начинают с дальних реек.

Используя результаты наблюдений обоих наблюдателей превышения вычисляются каждым наблюдателем по главному створу: R₁ — R₄ и по контрольному ходу: R₁ — R₂ —R₃ — R₄ из отсчетов по чёрным и красным сторонам реек.

а) по главному створу:

первый наблюдатель

h¢_{ч, гл}= Б⁽¹⁾_ч — Д⁽⁴⁾_ч

h¢_{к, гл} = Б⁽¹⁾_к — Д⁽⁴⁾_к

второй наблюдатель

h²_{ч, гл} = Д⁽¹⁾_ч — Б⁽⁴⁾_ч

h²_{к, гл} = Д⁽¹⁾_к — Б⁽⁴⁾_к

б) по контрольному ходу:

первый наблюдатель вычисляет:

h¢_{ч, кн} = ( Б⁽¹⁾_ч — Б⁽²⁾_ч) + (Б⁽²⁾_ч — Д⁽³⁾_ч) + (Б⁽³⁾_ч — Б⁽⁴⁾_ч)

h¢_{к, кн} = (Б⁽¹⁾_к — Б⁽²⁾_к) + (Б⁽²⁾_к — Д⁽³⁾_к) + (Б⁽³⁾_к — Б⁽⁴⁾_к)

второй наблюдатель вычисляет:

h²_{ч, кн} = (Б⁽¹⁾_ч — Б⁽²⁾_ч) + (Д⁽²⁾_ч — Б⁽³⁾_ч) + (Б⁽³⁾_ч — Б⁽⁴⁾_ч)

h²_{к, кн} = (Б⁽¹⁾_к — Б⁽²⁾_к) + (Д⁽²⁾_к — Б⁽³⁾_к) + (Б⁽³⁾_к — Б⁽⁴⁾_к)

По этим величинам вычисляются средние значения превышений в первом сдвоенном полуприёме каждым наблюдателем:

;

Аналогично производят вычисления по результатам наблюдений во втором сдвоенном полуприёме и получают превышения h¢₂ и h²₂.

После этого вычисляют превышения, полученные каждым наблюдателем, как среднее из двух полуприёмов:

,

и окончательное превышение между реперами R₁ — R₄

Превышения, вычисленные по главному и контрольному створам, не должны отличаться более чем на 24мм , где S — ширина препятствия в км; такой допуск устанавливается для превышений, полученных разными наблюдателями.

Нивелирование III, IV класса через препятствие шириной более 400 м производится инструментами и методами как при нивелировании II класса и будет рассмотрено в курсе «Высшая геодезия». На практике этот способ применяется в редких случаях.

Нивелирование III, IV класса зимой по льду допускается в исключительных случаях и выполняется в соответствии с требованиями инструкции [5]. При работе на льду необходимо соблюдать меры предосторожности. Не допускать скопления людей на льду и движения автотранспорта. Для установки реек необходимо во льду делать лунки и вморозить в них деревянные колья с гвоздями; под ножки штатива необходимо также заранее вморозить колья.

Нивелирование производится два раза в прямом ходе и два раза — в обратном. Расхождения между первым и вторым нивелированием и между прямым и обратным ходами допускается 10 при нивелировании III класса и 20 — при нивелировании IV класса.

Нивелирование IV класса при ширине препятствия 200 — 400 м может быть произведено по урезу воды.

В месте спокойного течения реки на противоположных берегах закрепляются реперы R₁ и R₂ (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 – Нивелирование по урезу воды

На линии, перпендикулярной направлению течения, выкапывают две лунки, которые соединяются канавками с рекой и поэтому заполняются водой. В лунки одновременно забиваются колышки А и В, превышение между которыми принимается равным нулю (точки на уровенной поверхности).

Обычным способом определяются превышения h₁ между R₁ и точкой А и h₂ — между точкой В и R₂. Превышение между реперами R₁ и R₂ будет